Časné indikátory změn kvalitativních vlastností půdních ekosystémů

Verze PDF

Půda tvoří zásadní složku biosféry - sama o sobě představuje zdroj živin a proteinů a jako taková je páteří rostlinných a zemědělských společenstev. Její absence či přítomnost tak určuje existenci či extinkci většiny zemského života. Používá se jen málo metodických rámců hodnotících kvalitu půdy. Tradičně se kvalita půdy hodnotí z hlediska produktivity. V současnosti vznikají snahy o přehodnocení tohoto přístupu z hlediska udržitelnosti. Udržitelností je míněna schopnost půdy vstřebávat, ukládat a recyklovat vodu a živiny takovým způsobem, že je dosaženo maximálních zemědělských výnosů za minimální degradace ekosystému. Nicméně i tak došlo k degradaci půdních ekosystémů po celém světě - jednak vlivem klimatu, ale především činností člověka. Cílem této práce bylo určit snadno aplikovatelné biochemické indikátory, jež by upozornily na náhlé změny ve fungování rozličných půdních ekosystémů, které se později promítnou do jejich kvality.
 

Využitelné výstupy: 
  • obecně bývá kvalita půdy vztahována k obsahu organické hmoty (SOM - soil organic matter), mikrobiální aktivitě, celkovému obsahu dusíku a poměru obsahu uhlíku vůči dusíku.
    • tyto parametry ovšem nemusí nezbytně odrážet působení všech vnějších vlivů a takřka vůbec nereflektují krátkodobé změny v půdních ekosystémech.
    • půdní ekosystémy přitom ovlivňuje řada vnějších faktorů působících krátkodobé narušení půdní kvality. Jde například o zvýšené emise skleníkových plynů (CO2, NO, N2O), akumulace a výluh dusíkatých sloušenin či změny aktivity půdních společenstev mikrobů, jež ve výsledku snižují retenční potenciál půdy pro uhlík a dusík.
  • složitost stávajících metod z nich činí obskurní nástroj přinejlepším nepraktický pro vlastníky půdy a orgány zodpovědné za tvorbu a aplikaci vhodného územního managementu.
  • výsledky této práce potvrdily, že běžně užívaný parametr SOM stěží postihl zlomek všech vlivů, které mohou v krátkém údobí narušit kvalitativní status půdy.
  • jednotlivé frakce SOM reagují odlišně na různé tlaky a tím lépe splňují požadavek na indikátor časných změn v ekosystému (viz Příloha 1).
    • analýzy vyzdvihly jmenovitě tři součásti SOM - mikrobiální biomasu (MBC), ve vodě rozpustné fenoly (WSP) a fluorescein diacetát hydrolázu (FDA). MBC, WSP a FDA úzce korelují s SOM, ovšem v krátkém časovém horizontu jsou mnohem citlivější k působení vnějších faktorů než samotná SOM.
  • zemědělsky obhospodařovávané půdy se vyznačují negativní korelací MCB se SOM. To je důsledek orby - která zapříčiňuje pokles množství půdních mikroorganismů. Negativní korelace mezi SOM a WSP v lesích, nezávisle na jejich managementu, je důkazem převládajících humifikačních procesů uvnitř těchto stanovišť.
  • hladiny FDA v půdách lesa jako jediné vykazovaly sezónní variabilitu. Koncentrace FDA se lišily mezi odběry z otevřených a zapojených porostů, z čehož lze usuzovat na citlivost vůči teplotě a vlhkosti (viz Příloha 2).
    • toto je v souladu s předchozími pracemi, jež říkají, že FDA je k environmentálním vlivům nejnáchylnější.
    • FDA pravděpodobně odráží množství aktivní biomasy v půdě (ovlivněné teplotou a vlhkostí půdního substrátu), autoři tak soudí z absence vztahu mezi FDA a MBC.
  • environmentální a sezónní proměnné působí značné fluktuace uvnitř společenstev půdních bakterií.
    • bakterie jsou hlavním producentem hydrolytických enzymů v půdě, to z nich dělá zásadní složku aktivní MBC.
      • MBC je jediná složka půdy citlivá na působení salinity.
  • autoři považují WSP za nejužitečnější indikátor změn koncentrací uhlíku v půdě, který může popsat změny v kvalitativním složení půdy v důsledku zavádění rozličných hnojiv či kompostů.
Grafické přílohy: 
Přehled korelačních koeficientů sledovaných frakcí půdní organické hmoty
Přehled rozdílů v chemickém složení půd lesních světlin a zápojů
Zdroj: 
Muscolo A., Settineri G., Attinà E. (2015): Early warning indicators of changes in soil ecosystem functioning. Ecological Indicators 48: 542-549
Zadal: 
Zuzana Blažková
EEA Grants Investice do rozvoje vzdělávání
Podpořeno grantem z Islandu, Lichtenštejnska a Norska. Supported by grant from Iceland, Liechtenstein and Norway.